(57)【要約】【課題】  製造コストを低減可能な車両用ガラスアンテナ受信システム等を提供する。【解決手段】  車両用ガラスアンテナ受信システムは、自動車の後部窓ガラス２１等のガラスに設けられた、ＦＭ用のラジオアンテナ２３（第１のアンテナ）に対して付加的なアンテナ２２（第２のアンテナ）と、付加的なアンテナ２２の給電部２６に接続点（配線２７の一端）で接続される配線２７と、配線２７の他端に接続される受信機４と、を備える。受信機２６に接続される配線２７の接続点（配線２７の一端）での受信機４側のインピーダンスに対応する反射係数の位相角がＦＭの周波数帯域の上限周波数（例えば１０８［ＭＨｚ］）で−１１５〜０［ｄｅｇ］の範囲（好ましくは−９０〜０［ｄｅｇ］の範囲）に入っている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のガラスに設けられた、ＦＭ用のラジオアンテナに対して付加的なアンテナと、
前記付加的なアンテナに接続点で接続される配線と、
前記配線に接続される受信機と、
を備え、
前記受信機に接続される前記配線の前記接続点での前記受信機側のインピーダンスに対応する反射係数の位相角がＦＭの周波数帯域の上限周波数で−１１５〜０［ｄｅｇ］の範囲に入っていることを特徴とする車両用ガラスアンテナ受信システム。
【請求項２】
前記ガラスに設けられた、前記ＦＭ用のラジオアンテナと、
前記ＦＭ用のラジオアンテナに配線を介して接続される受信機と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ受信システム。
【請求項３】
前記反射係数の位相角が前記上限周波数で−９０〜０［ｄｅｇ］の範囲に入っていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ガラスアンテナ受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のガラスに設けられたアンテナと、このアンテナで電波を受信する受信機とを備える車両用ガラスアンテナ受信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の種類又はグレードによって、後部窓ガラス（リアガラス）に設けられるアンテナ又はメディアの数は変化する。例えば、ＡＭ及びＦＭ用のラジオアンテナは、すべてのグレードに共通に設定されるが、他メディア用のアンテナは、選択的にあるグレードだけに付加的に設定される場合がある。また、自動車等の車両のガラスに複数のアンテナが設けられる場合、複数のアンテナは相互に影響を及ぼしてしまうことがある。つまり、選択的にあるグレードだけに付加的に他メディア用のアンテナが設定される場合、ＦＭ用のラジオアンテナの特性が、他メディア用のアンテナの設定が無い場合と比べ変化してしまい、同一の種類の自動車にもかかわらず、各グレードでＦＭ用のラジオアンテナの最適化が個別に必要になってしまう。
【０００３】
特許文献１の図１は、後部窓ガラス２１に設けられたＡＭ／ＦＭ用アンテナ２３及びテレビ用アンテナ２２を開示し、テレビ用アンテナ２２とテレビ受信装置４との間にスイッチ手段５が設けられている。テレビを使用していない状態ではスイッチ手段５内のダイオード５２は非導通状態に設定され、スイッチ手段５のインピーダンスは高くなる。この場合、テレビ用アンテナ２２とテレビ受信装置４との間で交流が遮断される。これにより、ＡＭ／ＦＭアンテナ２３の受信感度が低下することを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−３９０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のスイッチ手段５は、例えばダイオード５２と電流制限用の抵抗５３と直流阻止用のコンデンサ５４とを有し、アンテナ受信システム全体として、部品点数が増加してしまう。また、スイッチ手段５の分だけ、アンテナ受信システムの製造コストも増加してしまう。さらに、スイッチ手段５は、制御入力端子５１において、テレビ受信中であることを示す電圧信号を入力する必要があり、制御入力端子５１とテレビ受信装置４との間の制御ケーブル等の配線、及びテレビ受信装置４側の出力端子も追加する必要がある。
【０００６】
本発明の１つの目的は、製造コストを低減可能な車両用ガラスアンテナ受信システム等を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【０００８】
本発明に従う第１の態様は、車両のガラスに設けられた、ＦＭ用のラジオアンテナに対して付加的なアンテナと、
前記付加的なアンテナに接続点で接続される配線と、
前記配線に接続される受信機と、
を備え、
前記受信機に接続される前記配線の前記接続点での前記受信機側のインピーダンスに対応する反射係数の位相角がＦＭの周波数帯域の上限周波数で−１１５〜０［ｄｅｇ］の範囲に入っていることを特徴とする車両用ガラスアンテナ受信システムに関係する。
【０００９】
付加的なアンテナ（第２のアンテナ）に対する接続点での受信機（第２の受信機）側の反射係数の位相角を調整することにより、車両用ガラスアンテナ受信システムは、第２のアンテナと第２の受信機との間に特許文献１のスイッチ手段５のような追加的な部品を備える必要がない。従って、車両用ガラスアンテナ受信システムの製造コストを低減することができる。
【００１０】
第１の態様において、車両用ガラスアンテナ受信システムは、
前記ガラスに設けられた、前記ＦＭ用のラジオアンテナと、
前記ＦＭ用のラジオアンテナに配線を介して接続される受信機と、
をさらに備えてもよい。
【００１１】
第２の受信機側の反射係数の位相角が調整されているので、単一のガラスに第１のアンテナ（ＦＭ用のラジオアンテナ）及び第２のアンテナを設けても、ＦＭ用のラジオアンテナの受信感度の低下を抑制することができる。なお、ＦＭ用のラジオアンテナに接続される受信機（第１の受信機）は、独立した専用の受信機で構成してもよく、例えば、第１の受信機の機能を有する第２の受信機で構成してもよい。
【００１２】
第１の態様において、前記反射係数の位相角が前記上限周波数で−９０〜０［ｄｅｇ］の範囲に入ってもよい。
【００１３】
第２の受信機側の反射係数の位相角をさらに調整することで、ＦＭ用のラジオアンテナの受信感度の低下をさらに抑制することができる。
【００１４】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に従う車両用ガラスアンテナ受信システムの概略構成図を示す。
【図２】ＦＭ用のラジオアンテナの受信感度が低下してしまう時の付加的なアンテナの給電部から付加的なアンテナの受信機側を見たインピーダンス特性を示す。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ、条件１及び条件２に従う付加的なアンテナが設定された場合の、付加的なアンテナが設定されていない状態からのＦＭ用のラジオアンテナの利得変動量を示す。
【図４】図２のインピーダンス特性に加えて、付加的なアンテナの受信機側のインピーダンス（反射係数の位相角）が調整されたインピーダンス特性を示す。
【図５】受信感度の低下が抑制されたＦＭ用のラジオアンテナの利得変動量を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００１７】
図１は、本発明に従う車両用ガラスアンテナ受信システムの概略構成図を示す。図１に示されるように、車両用ガラスアンテナ受信システムは、給電部２６（第２の給電部）を有する付加的なアンテナ２２（第２のアンテナ）と、このアンテナ２２に接続される受信機４（第２の受信機）とを備える。アンテナ２２と受信機４との間には、配線２７（第２の配線）が設けられ、配線２７の一端は、接続点で給電部２６に接続され、配線２７の他端は、受信機４に接続されている。車両用ガラスアンテナ受信システムは、付加的なアンテナ２２と受信機４との間にスイッチ手段を備える必要がない。言い換えれば、アンテナ２２と受信機４との間は、配線２７だけで接続されており、常時交流信号の伝送が可能な状態になっている。スイッチ手段の代わりに、給電部２６から受信機４側を見たインピーダンス（反射係数の位相角）が調整されている。インピーダンス（反射係数の位相角）の調整手法については後述する。車両用ガラスアンテナ受信システムは、特許文献１のスイッチ手段５のような追加的な部品を備えないので、車両用ガラスアンテナ受信システムの製造コストを低減することができる。
【００１８】
図１の例において、車両用ガラスアンテナ受信システムは、給電部２４（第１の給電部）を有するＦＭ用のラジオアンテナ２３（第１のアンテナ）と、このラジオアンテナ２３に接続される受信機３（第１の受信機）とを備えることができる。図１の例において、ＦＭ用のラジオアンテナ２３は、自動車の単一の後部窓ガラス２１に設けられ、付加的なアンテナ２２もその後部窓ガラス２１に設けられている。ラジオアンテナ２３と受信機３との間には、配線２５（第１の配線）が設けられ、配線２５の一端及び他端は、それぞれ、給電部２４及び受信機３に接続されている。
【００１９】
ラジオアンテナ２３及びアンテナ２２は、例えば銀の微細な粒子、低融点ガラス粉末等を有機溶媒でペースト状にした導電ペーストを後部窓ガラス２１上にスクリーン印刷し、さらに焼成して形成される。ラジオアンテナ２３及びアンテナ２２は、車両用ガラスアンテナであり、車両用ガラスアンテナは、後部窓ガラス２１等のガラスの上に直接に形成されている。代替的に、車両用ガラスアンテナは、ガラスの上に例えばシート（図示せず）を介して形成されてもよく、シートは、例えば、ガラスに固定される透明絶縁フイルムシート等であり、ラジオアンテナ２３及び／又はアンテナ２２の導電パターンをシートの上に直接に形成してもよい。
【００２０】
図１の例において、ラジオアンテナ２３は、ＦＭ用の導電パターンで形成されるが、その導電パターンは、図１の例に限定されず、変形してもよい。ＦＭの周波数帯域は、例えば日本国外（world wide）のＦＭアナログ周波数帯域であり、ほぼ８８〜１０８［ＭＨｚ］である。
【００２１】
図１の例において、アンテナ２２の導電パターンは、表されていない。言い換えれば、アンテナ２２の配置領域がブロックで図示されている。その配置領域は、図１の例に限定されず、変形してもよい。アンテナ２２は、ラジオアンテナ２３の導電パターンと異なる導電パターンを形成すれば十分である。即ち、アンテナ２２は、例えば、ＤＡＢ（digital audio broadcasting）用のアンテナである。アンテナ２２は、例えば、ＤＡＢのバンドＩＩＩ用の導電パターンを形成し、この場合、ＤＡＢの周波数帯域は、ほぼ１７４〜２４０［ＭＨｚ］である。代替的に、アンテナ２２は、例えば、ＤＡＢのバンドＩＩＩ及びＬバンド（ほぼ１４５２〜１４９２［ＭＨｚ］）用の導電パターンを形成してもよい。なお、アンテナ２２の導電パターンは、アンテナ２２のメディア（例えばＤＡＢ）及び／又は周波数帯域に応じて、決定することができる。
【００２２】
後部窓ガラス２１は、デフォッガ用の熱線パターン（図示せず）を有することができ、熱線パターンは、ラジオアンテナ２３及び／又はアンテナ２２の導電パターンと共に形成することができる。なお、デフォッガ用の熱線パターンを例えばラジオアンテナ２３の導電パターンの一部として使用してもよい。配線２５及び配線２７は、例えば同軸ケーブルである。配線２５及び配線２７は、給電線又は伝送路と呼ぶことができる。図１の例において、配線２５及び配線２７並びに受信機３及び受信機４は、概念的に示されており、自動車の内部に配置することができる。なお、受信機３及び受信機４は、それぞれ、独立した専用の受信機であるが、受信機３及び受信機４を１つの受信機で構成してもよい。
【００２３】
ところで、スイッチ手段を用いないで単一の後部窓ガラス２１に、ＦＭ用のラジオアンテナ２３だけでなく、付加的なアンテナ２２も配置する時のＦＭ用のラジオアンテナ２３へ与える影響について、本発明者らは評価することを試みた。様々な観点から評価を実施した結果、本発明者らは、ＦＭアナログ周波数帯域内の周波数ポイントと、この周波数ポイントでのアンテナ２２の給電部２６から受信機４側を見たインピーダンスの位相角との間に、関係性があることを認識した。以下に、本発明者らの認識を具体的に説明する。
【００２４】
図２は、ＦＭ用のラジオアンテナ２３の受信感度が低下してしまう時のアンテナ２２の給電部２６から受信機４側を見たインピーダンス特性を示す。受信機４側（受信機４及び配線２７）の条件（例えば配線２７の長さ）が異なる２つのインピーダンスＺ（入力インピーダンス、負荷インピーダンス）がスミスチャート上で図示されている。なお、図２で示すスミスチャートの正規化インピーダンスは、５０［Ω］である。
【００２５】
図３は、ＦＭの周波数帯域（８８〜１０８［ＭＨｚ］）におけるＦＭ用のラジオアンテナ２３の利得変動量を示す。具体的には、図３（Ａ）は、条件１に従う付加的なアンテナ２２が設定された場合の、付加的なアンテナ２２が設定されていない状態からのＦＭ用のラジオアンテナ２３の利得変動量を示す。図３（Ｂ）は、条件２に従う付加的なアンテナ２２が設定された場合の、付加的なアンテナ２２が設定されていない状態からのＦＭ用のラジオアンテナ２３の利得変動量を示す。
【００２６】
図３（Ａ）に示すように、利得変動量は、ほぼ１０６［ＭＨｚ］で極小値を示している。また、図３（Ｂ）に示すように、利得変動量は、ほぼ９６［ＭＨｚ］で極小値を示している。このように、受信機４側（受信機４及び配線２７）の条件（例えば配線２７の長さ）を変更すると、極小値を示す周波数ポイント（ＦＭ用のラジオアンテナ２３が極大に影響を受ける周波数ポイント）は、変化してしまう。しかしながら、受信機４側の条件をどのように変更すれば、ＦＭ用のラジオアンテナ２３の受信感度の低下を抑制することができるのかは、本明細書の出願時において当業者において知られていなかった。
【００２７】
本発明者らは、極小値を示す周波数ポイント（１０６［ＭＨｚ］、９６［ＭＨｚ］）をスミスチャートに描いてみた（図２参照）。この時、本発明者らは、これらの周波数ポイントの関連性を認識した。具体的には、極小値を示す周波数ポイント（１０６［ＭＨｚ］）のインピーダンスＺに対応する反射係数Γの位相角、及び極小値を示す周波数ポイント（９６［ＭＨｚ］）のインピーダンスＺに対応する反射係数Γの位相角は、ほぼ−１３０［ｄｅｇ］であることを図２のスミスチャートから認識した。
【００２８】
ここで、反射係数Γは、複素数で表され、反射係数Γの位相角は、スミスチャートの中心（反射係数Γの実部及び虚部が０である）に対する角度である。
【００２９】
本発明者らは、ＦＭの周波数帯域（８８〜１０８［ＭＨｚ］）の上限周波数に対応する反射係数Γの位相角がほぼ−１１５〜０［ｄｅｇ］の範囲に入っていれば、ＦＭ用のラジオアンテナ２３の受信感度の低下を抑制することができるのではないかと仮説を立てた。１０８［ＭＨｚ］に対応する反射係数Γの位相角が−１１５［ｄｅｇ］になるように、受信機４側（受信機４及び配線２７）のインピーダンスを調整した（条件３）。なお、インピーダンスの調整手法は、当業者において知られている任意の手法を用いることができ、反射係数Γの位相角に注目することが重要であり、且つ独創的である。
【００３０】
図４は、図２のインピーダンス特性（条件１及び条件２）に加えて、受信機４側のインピーダンス（反射係数の位相角）が調整されたインピーダンス特性（条件３）を示す。図４の例において、上限周波数を示す周波数ポイント（１０８［ＭＨｚ］）のインピーダンスＺに対応する、条件３に従う付加的なアンテナ２２側の反射係数Γの位相角は、ほぼ−１１５［ｄｅｇ］である。
【００３１】
図５は、受信感度の低下が抑制されたＦＭ用のラジオアンテナ２３の利得変動量を示す。具体的には、図５は、条件３に従う付加的なアンテナ２２が設定された場合の、付加的なアンテナ２２が設定されていない状態からのＦＭ用のラジオアンテナ２３の利得変動量を示す。図５から推測されるように、極小値を示す周波数ポイントは、ＦＭの周波数帯域（８８〜１０８［ＭＨｚ］）外（高域側）にシフトする。加えて、本発明者らは、図示しない利得変動量で、上限周波数を示す周波数ポイント（１０８［ＭＨｚ］）のインピーダンスＺに対応する、条件４に従う付加的なアンテナ２２側の反射係数Γの位相角がほぼ−９０〜０［ｄｅｇ］の範囲に入っていれば、ＦＭ用のラジオアンテナ２３の受信感度の低下をさらに抑制できることを確認した。
【００３２】
このように、受信機４に接続される配線２７の接続点（給電部２６に接続される配線２７の一端）での受信機４側のインピーダンスＺに対応する反射係数Γの位相角を−１１５〜０［ｄｅｇ］の範囲（好ましくは−９０〜０［ｄｅｇ］の範囲）に調整すれば、ＦＭ用のラジオアンテナ２３の受信感度の低下を抑制することができる。
【００３３】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【００３４】
３・・・受信機（第１の受信機）、４・・・受信機（第２の受信機）、２１・・・後部窓ガラス、２２・・・付加的なアンテナ（第２のアンテナ）、２３・・・ＦＭ用のラジオアンテナ（第１のアンテナ）、２４・・・給電部（第１の給電部）、２５・・・配線（第１の配線）、２６・・・給電部（第２の給電部）、２７・・・配線（第２の配線）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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